Εκθετικά αυξανόμενη σκοτεινή ύλη

Ένα νέο μοντέλο ερμηνεύει την τωρινή πυκνότητα της σκοτεινής ύλης θεωρώντας ότι η συμβατική ύλη μετατράπηκε σε σκοτεινή ύλη στο αρχέγονο σύμπαν.

H συνηθισμένη ύλη αποτελεί μόνο το 5% του σύμπαντος. Το 68% είναι σκοτεινή ενέργεια και το 27% σκοτεινή ύλη.

Οι κοσμολόγοι προσδιορίζουν την ποσότητα της σκοτεινής ύλης που βρίσκεται στο σύμπαν μας από τα δεδομένα της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Μια βιώσιμη θεωρία για την σκοτεινή ύλη θα πρέπει να αναπαράγει αυτήν την πυκνότητα της σκοτεινής ύλης και να εξηγεί πότε και πώς προέκυψε τo 27% του σημερινού σύμπαντος. Ο Torsten Bringmann από το Πανεπιστήμιο του Όσλο και οι συνεργάτες του προτείνουν ένα νέο μηχανισμό που αναπαράγει την πυκνότητα της σκοτεινής ύλης στο σύμπαν σε συμφωνία με τον προσδιορισμό της από την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου.

Οι ερμηνείες σχετικά με την σημερινή πυκνότητα της σκοτεινής ύλης βασίζονται σε δύο μοντέλα που χαρακτηρίζονται ως freeze-out και freeze-in. Στα μοντέλα freeze-out, μια μεγάλη αρχική ποσότητα σκοτεινής ύλης βρίσκεται σε ισορροπία με το πλάσμα των σωματιδίων της γνωστής μας ύλης στο αρχέγονο σύμπαν (τα σωματίδια της γνωστής μας ύλης περιγράφονται από το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων). Καθώς το Σύμπαν διαστέλλεται και ψύχεται, οι διαδικασίες που καταστρέφουν τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης υπερβαίνουν εκείνες που τα δημιουργούν, έως ότου η πυκνότητα της σκοτεινής ύλης μειωθεί στο σημερινό της επίπεδο. Στα μοντέλα freeze-in, το σύμπαν ξεκινά με λίγη ή καθόλου σκοτεινή ύλη και το πλάσμα των σωματιδίων της γνωστής μας ύλης δημιουργεί σκοτεινή ύλη έως ότου η πυκνότητά της φτάσει στα σημερινά επίπεδα.

Ο Bringmann και οι συνεργάτες του προτείνουν έναν διαφορετικό δρόμο για την πυκνότητα της σκοτεινής ύλης. Θεωρούν ότι μια μικρή αρχική ποσότητα σκοτεινής ύλης στο πρώιμο σύμπαν θα μπορούσε να αλληλεπιδράσει με τα σωματίδια του Καθιερωμένου Προτύπου, έτσι ώστε αυτά τα σωματίδια να μετατραπούν σε σωματίδια σκοτεινής ύλης. Μετατρέποντας τα σωματίδια της γνωστής μας ύλης σε σωματίδια σκοτεινής ύλης – και επιτρέποντας τα νέα ‘σκοτεινά’ σωματίδια να κάνουν το ίδιο σε άλλα σωματίδια συνηθισμένης ύλης – η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε να αναπαραχθεί πολύ πιο γρήγορα σε σχέση με τα μοντέλα freeze-out και freeze-in, ‘πολλαπλασιαζόμενη’ εκθετικά σε αυτό το πυκνό αρχέγονο περιβάλλον. Η διαδικασία αυτή στη συνέχεια σταματά καθώς το σύμπαν διαστέλλεται, φτάνοντας τελικά στην πυκνότητα της σκοτεινής ύλης που παρατηρούμε σήμερα.

Ο νέος μηχανισμός παραγωγής της σκοτεινής ύλης με βάση την ιδέα ότι τα σωματίδια σκοτεινής ύλης χ μπορούν να μετασχηματίσουν τα σωματίδια ψ του Καθιερωμένου Προτύπου ενός θερμικού λουτρού (χψ→χχ). Έτσι, ξεκινώντας από μικρή αρχική αφθονία των σωματιδίων σκοτεινής ύλης χ, προκύπτει η εκθετική αύξησή τους.

Μια τέτοια ιστορία μπορεί να έχει συνέπειες στο φάσμα ισχύος της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου και άλλες σημερινές ιδιότητες του Σύμπαντος, πράγμα που σημαίνει ότι αυτός ο πιθανός μηχανισμός θα μπορούσε να υποστηριχθεί ή να αποκλειστεί από μελλοντικές παρατηρήσεις.

πηγή: https://physics.aps.org/articles/v14/s142



Κατηγορίες:ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ, ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ, ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ, ΣΥΜΠΑΝ

Ετικέτες:

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: